什么是 CANopen？
CANopen 是一种基于 CAN（Controller Area Network）总线的高层通信协议，广泛应用于工业自动化、医疗设备、轨道交通和嵌入式控制系统中。 它由 CAN in Automation（CiA）组织标准化，定义了通信子协议、设备子协议以及应用接口规范。
CANopen 不仅规定了数据如何在 CAN 总线上传输，还定义了设备如何描述自身功能（通过对象字典），以及如何进行配置、同步和实时数据交换。
核心特性
对象字典 (Object Dictionary)
每个 CANopen 设备都包含一个标准化的对象字典，用于存储配置参数、状态信息和过程数据。
PDO（过程数据对象）
用于高效传输实时数据，支持事件触发或周期性发送，延迟低、开销小。
SDO（服务数据对象）
用于访问对象字典中的参数，支持读写操作，常用于设备配置阶段。
网络管理 (NMT)
主站通过 NMT 报文控制从站的状态（初始化、预操作、操作、停止等）。
CANopen 帧结构示例
一个典型的 CANopen PDO 报文使用标准 CAN 帧（11位标识符）：
- CAN ID: 通常为 0x180 + NodeID（例如节点 5 的 TxPDO1 为 0x185）
- 数据长度: 0～8 字节
- 内容: 直接映射自对象字典中的变量（如电机转速、温度值等）
SDO 报文则使用固定 ID（如 0x600 + NodeID 用于请求，0x580 + NodeID 用于响应），并包含索引、子索引等字段。
典型应用场景
- 伺服驱动器与 PLC 之间的通信
- 多轴运动控制系统
- 分布式 I/O 模块组网
- 医疗成像设备内部通信
- 农业机械与工程机械的电子控制系统
学习与开发资源
以下资源有助于深入理解与开发 CANopen 系统：
- CiA 78TP网站 – 获取标准文档（如 CiA 301, CiA 402）
- 开源库：CANopenNode（适用于嵌入式 C 开发）
- 工具：CANalyzer、CANoe、PCAN-View、CANopen Magic
- 书籍：《Embedded Networking with CAN and CANopen》